CN210578260U - 一种芯片辅助供电电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种芯片辅助供电电路，包括功率管Q1、功率管Q2、电感L1和电容C1，功率管Q1的漏极连接电源输入正，功率管Q1的源极同时与电感L1的一端和功率管Q2的漏极电联接，电感L1的另一端同时连接电容C1的一端和电源输出正，功率管Q2的源极同时连接电源输入负、电容C1的另一端和电源输出负；其特征在于：还包括二极管D1，二极管D1串联在电感L1之前或者之后。本实用新型能使得BUCK电路采用同步整流方式驱动时，不会出现反向激磁电流而损坏器件的现象，增强了电路的可靠性，且电路结构简单，成本低廉。
Description
技术领域
本实用新型涉及电源电路领域，特别涉及芯片的辅助供电电路。
背景技术
对于芯片的供电，经常会采用BUCK电路，图1就是原始的BUCK电路的原理图，包括功率管Q1、电感L1、二极管D2和电容C1，功率管Q1的漏极连接电源输入正，功率管Q1的源极同时连接电感L1的一端和二极管D2的阴极，电感L1的另一端同时连接电容C1的一端和电源输出正，二极管D2的阳极同时连接电源输入负、电容C1的另一端和电源输出负。
为了提高输出效率，通常采用同步整流管代替单向二极管对图1所示BUCK电路进行改进，如图2所示，同步整流管Q2的漏极同时连接功率管Q1的源极和电感L1的一端，同步整流管Q2的源极同时连接电源输入负、电容C1的另一端和电源输出负。在电流经过同步整流管流向输出端时，同步整流管的导通能够代替单向二极管，消除单向二极管压降，起到同步整流的作用，但电流也能够经同步整流管从输出端反向流回变换器，即同步整流的降压变换器具有电流输出和电流消耗两种能力。
图2所示当BUCK电路的输出电压经功率开关管Q2对电感L1开始反向激磁时，若反向激磁时间过长，就会产生一个较大的反向激磁电流而导致功率开关管损坏。且BUCK电路反向工作时，其工作原理和BOOST升压电路相同，此时会抬高输入电压。电感L1激磁时间越长，其反向输出电压越高，当该电压超过功率开关管自身耐压值时，就可能会导致功率开关管损坏。
实用新型内容
有鉴如此，本实用新型要解决的技术问题是提出一种芯片辅助供电电路，能确保输出电压不会经过同步整流管Q2对电感L1反向激磁，从而避免了过大的反向激磁电流损坏功率开关管Q2的现象发生。
本实用新型的发明构思为利用二极管单向导通的特性，在输出电感L1的前端或者后端串联一个二极管，从根源上阻止了BUCK电路反向工作的回路，并且不会影响BUCK电路的正常工作逻辑。实现全电压范围BUCK电路都不会产生倒灌现象，保证电路运行的可靠性。
本实用新型通过以下技术方案实现：
一种芯片辅助供电电路，包括功率管Q1、功率管Q2、电感L1和电容C1，功率管Q1的漏极连接电源输入正，功率管Q1的源极同时与电感L1的一端和功率管Q2的漏极电联接，电感L1的另一端同时连接电容C1的一端和电源输出正，功率管Q2的源极同时连接电源输入负、电容C1的另一端和电源输出负；其特征在于：还包括二极管D1，二极管的阳极连接于功率管Q1的源极和功率管Q2的漏极的连接点，二极管的阴极连接于电感L1的一端。
作为上述技术方案的等同替换，本实用新型提供的另外一种芯片辅助供电电路如下：
一种芯片辅助供电电路，包括功率管Q1、功率管Q2、电感L1和电容C1，功率管Q1的漏极连接电源输入正，功率管Q1的源极同时连接电感L1的一端和功率管Q2的漏极，电感L1的另一端同时与电容C1的一端和电源输出正电联接，功率管Q2的源极同时连接电源输入负、电容C1的另一端和电源输出负；其特征在于：还包括二极管D1，二极管的阳极连接于电感L1的另一端，二极管的阴极连接于电容C1的一端和电源输出正的连接点。
术语解释：
电联接：代表的含义除了直接联接，还包括间接连接(即两个电联接对象之间还可以连接其它的元器件)，并且包括通过感应耦合等方式。
以下通过反向大电流产生的原因、产生的损害后果来讲述本实用新型的解决方案、并分析其有益效果：
内部集成BUCK电路功率开关管的芯片，往往受限于体积、功耗和温升，内部的BUCK电路均采用同步整流的方式进行控制，来减小内部集成BUCK开关管的损耗。而该种控制方式，通常采用带死区的互补信号作为开关管的驱动信号，容易出现电流够经同步整流管从输出端反向流回变换器的现象，一旦反向电流过大就有可能损坏功率开关管。
反向电流损坏功率开关管的方式主要有这几种。第一种：输出电压经功率开关管Q2对电感L1反向激磁，激磁时间过长时，激磁电流越大，激磁电流若超过功率开关管的电流限值，导致功率开关管发热严重而损坏；第二种：输出电压经功率开关管Q2对电感L1反向激磁，再通过功率开关管Q1进行去磁，将能量传递到输入端，此时构成BOOST升压电路。当电感L1激磁时间越长，其反向输出电压越高，当该电压超过MOS管自身耐压值时，就可能会导致MOS管损坏。
本实用新型的解决方案是在电感L1的前端或者后端串联一个防反灌二极管D1后，由于二极管单向导通的特性，此时当BUCK电路功率开关管Q2导通时，输出电容C1无法通过功率开关管Q2给电感L1激磁。因此BUCK电路无法反向工作，出现反向电流，更不会构成BOOST升压电路，从根源上解决的BUCK电路在同步整流驱动方式工作下，由于反向激磁电流太大而导致功率开关管损坏的问题。
需要说明的是，由于串入的防倒灌二极管与BUCK电路采用同步整流方式来提高效率的目的相反，因此本实用新型主要应用于内部集成辅助供电BUCK电路功率开关管，且对效率要求不高的芯片设计。该类芯片受限于体积、功耗和温升，内部的BUCK电路均采用同步整流的方式进行控制，来减小内部集成BUCK开关管的损耗。而该种控制方式，通常采用带死区的互补信号作为开关管的驱动信号，容易出现电流够经同步整流管从输出端反向流回变换器的现象，一旦反向电流过大就有可能损坏功率开关管。而本实用新型增加的防倒灌二极管可以在根源上防止反向电流的产生，提供电路的可靠性。
与现有技术相比，本实用新型具有如下的显著效果：
BUCK电路采用同步整流方式驱动时，不会出现反向激磁电流而损坏器件的现象，增强了电路的可靠性，且电路结构简单，成本低廉。
附图说明：
图1为原始的BUCK电路的原理图；
图2所示为改进后的BUCK电路的原理图；
图3为本实用新型的一种芯片辅助供电防倒灌电路连接方式一；
图4为本实用新型的一种芯片辅助供电防倒灌电路连接方式二。
具体实施方式
第一实施例
如图3所示为本实用新型的第一实施例原理图，与图2不同之处在于：还包括二极管D1，二极管的阳极连接于功率管Q1的源极和功率管Q2的漏极的连接点，二极管的阴极连接于电感L1的一端。
对本实施例的工作原理说明如下：
当BUCK电路功率开关管Q2导通时，当电容C1电压不为零，输出电容C1无法通过功率开关管Q2给电感L1激磁。因此BUCK电路无法反向工作，出现反向电流，更不会构成BOOST升压电路，从根源上解决的BUCK电路在同步整流驱动方式工作下，由于反向激磁电流太大而导致功率开关管损坏的问题。
第二实施例
如图4所示为本实用新型的第二实施例原理图，与图2不同之处在于：还包括二极管D1，二极管的阳极连接于电感L1的另一端，二极管的阴极连接于电容C1的一端和电源输出正的连接点。
第二实施例与第一实施例的工作原理相同，在此不赘述。
以上本实用新型的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本实用新型的限制，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰。这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围，本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
另外，专利中涉及到的所有“电联接”和“连接”关系，均并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少联接辅件，来组成更优的联接结构，本实用新型中明确用“电联接”的地方只是为了强调此含义，但并不排除用“连接”的地方也具备这样的含义。
Claims (2)
1.一种芯片辅助供电电路，包括功率管Q1、功率管Q2、电感L1和电容C1，功率管Q1的漏极连接电源输入正，功率管Q1的源极同时与电感L1的一端和功率管Q2的漏极电联接，电感L1的另一端同时连接电容C1的一端和电源输出正，功率管Q2的源极同时连接电源输入负、电容C1的另一端和电源输出负；其特征在于：还包括二极管D1，二极管的阳极连接于功率管Q1的源极和功率管Q2的漏极的连接点，二极管的阴极连接于电感L1的一端。
2.一种芯片辅助供电电路，包括功率管Q1、功率管Q2、电感L1和电容C1，功率管Q1的漏极连接电源输入正，功率管Q1的源极同时连接电感L1的一端和功率管Q2的漏极，电感L1的另一端同时与电容C1的一端和电源输出正电联接，功率管Q2的源极同时连接电源输入负、电容C1的另一端和电源输出负；其特征在于：还包括二极管D1，二极管的阳极连接于电感L1的另一端，二极管的阴极连接于电容C1的一端和电源输出正的连接点。
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| CN201921606065.5U CN210578260U (zh) | 2019-09-25 | 2019-09-25 | 一种芯片辅助供电电路 |
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| CN201921606065.5U Active CN210578260U (zh) | 2019-09-25 | 2019-09-25 | 一种芯片辅助供电电路 |
Country Status (1)
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| CN (1) | CN210578260U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113472233A (zh) * | 2021-06-25 | 2021-10-01 | 中国电子科技集团公司第十八研究所 | 一种磁集成大功率脉冲电流源 |
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2019
- 2019-09-25 CN CN201921606065.5U patent/CN210578260U/zh active Active
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